analisis keragaman isozim laktat dehidrogenase pada berbagai

Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2001
ANALISIS KERAGAMAN ISOZIM LAKTAT DEHIDROGENASE PADA
BERBAGAI TINGKAT PROLIFIKASI INDUK DOMBA EKOR TIPIS
(Variance Analysis of Lactate Dehydrogenises Isozim to Prolification Level Various of
Javanese Thin-Tail Ewes)
M.Y. SUMARYADI, PRAYITNO, D. PURWANTINI dan A. SUSANTO
Fakultas Peternakan Universitas Jend. Soedirman, Purwokerto
ABSTRACT
Thirty Javanese thin-tail ewes were selected base on parity of 2-3 and litter size using to study variance of
Lactate Dehydrogenises (LDH) Isozim in relation to prolification level of ewes. The experiment ewes were
allocated into three groups. The first group was low prolification, second group was middle prolification, and
third group was high prolification. All experiment ewes were injected prostaglandin (7.5 mg luprositol per
head) to same of follicle growth phase. In the heat, ten ml of blood samples were drawn with plain vacutainer
from the jugular vein to concentration analysis and pattern of isozim protein of LDH by electrophoresis. The
result of experiment show that LDH concentration has different significantly (P<0.01) between prolification
level of ewes, then this isozim can used to predict of prolification level of ewes with precision of 66.67%. The
result of analysis of electrophoresis indicate pattern of isozim protein variance, although number of sample was
very limited. It is concluded that variance analysis of LDH indicate to different prolification level of ewes.
Key words: Isozim, lactate dehydrogenises (LDH), prolification, ewes
ABSTRAK
Tiga puluh induk domba ekor tipis diseleksi berdasarkan paritas 2-3 dan jumlah anak sekelahiran yang
digunakan untuk mempelajari keragaman isozim laktat dehidrogenase (LDH) kaitannya dengan tingkat
prolifikasi induk domba. Domba percobaan dikelompokan menjadi tiga kelompok masing-masing kelompok I
mewakili tingkat prolifikasi rendah, kelompok II mewakili tingkat prolifikasi sedang, dan kelompok III
mewakili tingkat prolifikasi tinggi. Seluruh domba percobaan disuntik prostaglandin (7,5 mg luprositol/ekor)
untuk menyeragamkan fase pertumbuhan folikel. Pada saat berahi, sampel darah diambil dari vena jugularis
untuk menganalisis konsentrasi maupun pola protein isozim LDH. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
konsentrasi isozim LDH berbeda sangat nyata (P<0,01) antar tingkat prolifikasi induk domba. Bahkan
konsentrasi isozim ini dapat digunakan untuk memprediksi tingkat prolifikasi induk domba ekor tipis,
walaupun dengan tingkat kebenaran prediksi sebesar 66,67%. Hasil analisis gel elektroforesis menunjukkan
pola keragaman protein isozim walaupun dengan jumlah sample yang relatif sedikit. Disimpulkan bahwa
analisis keragaman isozim LDH dapat menunjukan indikasi perbedaan tingkat prolifikasi domba.
Kata kunci: Isozim, laktat dehidrogenase (LDH), prolifikasi, domba
PENDAHULUAN
Domba ekor tipis pada umumnya bersifat prolifik dengan jumlah anak satu sampai empat ekor
per induk untuk setiap kelahiran. Hasil penelitian sebelumnya telah membuktikan bahwa sifat
prolifikasi ternak domba dipengaruhi oleh gen tunggal FecJF (Fecundity Java) yang bekerja secara
aditif (BRADFORD et al., 1991; ELSEN et al., 1991). Kehadiran gen FecJ pada populasi domba di
59
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2001
Indonesia menyebabkan variasi dalam jumlah anak yang dilahirkan. Namun untuk mengidentifikasi
gen prolifikasi pada domba tersebut masih perlu dikaji secara mendalam.
Ditinjau dari aspek reproduksi, keragaman jumlah anak yang dilahirkan induk sangat erat
kaitannya dengan laju ovulasi (BRADFORD et al., 1986) yang dipengaruhi oleh hormon FSH-LH
(MCDONALD, 1980). Modulasi kedua hormon tersebut ternyata mampu meningkatkan jumlah folikel
yang berovulasi pada ternak domba (SUMARYADI dan HARYATI, 2000; SUMARYADI et al., 2000).
FSH-LH merupakan hormon glikoprotein yang disintesis seperti umumnya protein, yaitu hasil
ekspresi lokus gen melalui proses transkripsi dan translasi DNA yang melibatkan reaksi enzimatis.
Keadaan ini dimungkinkan bahwa keragaman laju ovulasi berkaitan dengan tipe alel yang
memodulasi hormon dari hasil ekspresi sekelompok gen yang terdapat pada rantai DNA.
Laktat dehidrogenase (LDH) merupakan isozim yang dapat digunakan untuk menguji
keragaman genetik (SOFRO, 1993). Enzim ini berperan dalam mengkatalisis substrat yang akan
digunakan sebagai prazat (prekursor) pembentukan hormon glikoprotein. Konsentrasi enzim ini
sangat penting mengingat proses deglikosilasi elepasan karbohidrat)dari hormon glikoprotein
menyebabkan penurunan konsentrasi hormon (SWEDLOW et al., 1996). Jika protein isozim yang
dianalisis antar individu tidak bervariasi, maka gen yang mengendalikan protein tersebut tidak
bervariasi atau sebaliknya (SINGER dan BUG, 1991).
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari konsentrasi dan keragaman isozim laktat
dehidrogenase (LDH) kaitannya dengan tingkat prolifikasi induk domba. Hasil penelitian ini
diharapkan dapat membuka jalan bagi kajian-kajian lanjutan untuk memperoleh salah satu indikator
penciri keragaman prolifikasi domba induk, sehingga seleksi dapat dilakukan secara dini.
MATERI DAN METODE
Rangkaian penelitian ini merupakan suatu percobaan lapangan menggunakan domba ekor tipis
dengan berbagai tingkat prolifikasi dari Kelompok Tani Ternak Domba Amanat Desa Kedungjati,
Bukateja, Purbalingga, yang dilanjutkan dengan analisis secara laboratoris untuk mengukur
konsentrasi dan keragaman lisozim laktat dehidrogenase (LDH).
Ternak dan protokol percobaan
Penelitian ini enggunakan 30 domba ekor tipis yang telah diseleksi berdasarkan jumlah anak
sekelahiran (JAS) dan paritas 2 sampai 3 sesuai dengan catatan yang ada selama hidupnya. Domba
percobaan dikelompokan menjadi tiga kelompok dengan ketentuan kelompok I (prolifikasi rendah)
adalah induk yang pernah beranak 2 sampai 3 kali dengan masing-masing JAS = 1, kelompok II
(prolifikasi sedang) adalah induk yang pernak beranak 2 sampai 3 kali dengan masing-masing JAS
= 2, dan kelompok III (prolifikasi tinggi) adalah induk yang pernak beranak 2 sampai 3 kali dengan
masing-masing JAS = 3. Seluruh domba percobaan kemudian disuntik prostaglandin (7,5 mg
luprositol/ekor) untuk menyeragamkan fase pertumbuhan folikel. Pada saat berahi, sampel darah
diambil dari vena jugularis untuk menganalisis konsentrasi dan keragaman isozim laktat
dehidrogenase. Penentuan konsentrasi enzim digunakan metode DEUTCHER (1990) dengan
menggunakan substrat Natrium piruvat dan NADH. Piruvat akan direduksi oleh NADH menjadi
laktat dan menghasilkan warna biru. Perhitungan konsentrasi LDH didasarkan pada perubahan nilai
serapan warna dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 340 nm, sedangkan analisis
keragaman isozim LDH dilakukan dengan menggunakan 6 ekor sample domba masing-masing dua
ekor untuk setiap tingkat prolifikasi dengan teknik gel elektroforesis.
60
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2001
Analisis statistik
Untuk melihat perbedaan konsentrasi LDH dari masing-masing prolifikasi dilakukan analisis
variansi, kemudian dilanjutkan dengan analisis fungsi diskriminan untuk memprediksi tingkat
prolifikasi berdasarkan konsentrasi LDH yang diolah dengan menggunakan program SPSS for
windows release 9.0, dengan persamaan:
Di
= bo + ∑ b i j E j untuk i = 1, 2, 3
bo
= konstanta (intersep)
bi j
= koefisien arah untuk enzim pada saat ke-j dari induk yang mempunyai tingkat
prolifikasi ke-i
Ej
= aktivitas enzim pada saat berahi ke-j
Setelah fungsi diskriminan (Di) dengan (i = jumlah anak 1, 2, 3) diperoleh, maka aturan untuk
memprediksi tingkat prolifikasi induk (A) adalah sebagai berikut: D1>D2 dan D1>D3 maka A =
induk beranak 1 (prolifik rendah), D2>D1 dan D2>D3 maka A = induk beranak 2 (prolifik sedang),
dan D3>D1 dan D2>D1 maka A = induk beranak 3 (prolifik tinggi).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil rataan konsentrasi enzim laktat dehidrogenase (µg/ml) pada berbagai tingkat prolifikasi
domba disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Rataan Konsentrasi enzim laktat dehidrogenase (µg/ml) pada berbagai tingkat prolifikasi domba
Tingkat Prolifikasi
Konsentrasi LDH (µg/ml)
Prolifikasi Rendah
749,10 ± 87,04a
Prolifikasi Sedang
885,60 ± 66,76b
Prolifikasi Tinggi
949,80 ± 53,76c
Keterangan: Superskrip yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang sangat nyata (P<0,01)
Berdasarkan data pada Tabel 1 menunjukkan bahwa rataan seluruh konsentrasi enzim laktat
dehidrogenase pada saat berahi untuk tingkat prolifikasi rendah, sedang, dan tinggi masing-masing
adalah 749,10±87,04; 885,60±66,76; dan 949,80±53,76 µg/ml. Hasil analisis statistik menunjukkan
bahwa konsentrasi laktat dehidrogenase berbeda sangat nyata (P<0,01) antar tingkat prolifikasi
induk domba. Ini berarti bahwa konsentrasi laktat dehidrogenase meningkat dengan meningkatnya
tingkat prolifikasi. Besarnya peningkatan konsentrasi enzim laktat dehidrogenase dari tingkat
prolifikasi rendah ke sedang dan ke tinggi masing-masing mencapai 18,22 dan 26,79%.
Prediksi terhadap tingkat prolifikasi induk domba dilakukan dengan fungsi diskriminan
berdasarkan keterangan konsentrasi enzim laktat dehidrogenase pada saat berahi, dan memberikan
tingkat kebenaran prediksi 66,67% seperti disajikan pada Tabel 2.
61
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2001
Tabel 2. Hasil analisis diskriminan tingkat prolifikasi induk domba
Kelompok
Total data
Total benar
Proporsi benar
Prolifikasi Rendah
10
7
0,70
Prolifikasi Sedang
10
6
0,60
Prolifikasi Tinggi
10
7
0,70
Total
30
20
0,6667
Hasil dari Tabel 1 menunjukkan bahwa proporsi kebenaran prediksi terhadap tingkat prolifikasi
rendah, sedang, dan tinggi masing-masing adalah mencapai 70,00; 60,00; dan 70,00%. Ini berarti
dari setiap 10 ekor induk yang beranak satu, dua, dan tiga (prolifikasi rendah, sedang, dan tinggi)
terprediksi secara benar masing-masing sebanyak 7, 6, dan 7 ekor. Hal ini mengingat jumlah anak
berkorelasi dengan laju ovulasi (PIPER dan BINDON, 1984; BRADFORD, 1985), yang dipengaruhi
oleh hormon FSH-LH (MCDONALD, 1980). Modulasi kedua hormon tersebut ternyata mampu
meningkatkan jumlah folikel yang berovulasi pada ternak domba (SUMARYADI dan HARYATI, 2000).
FSH-LH merupakan hormon glikoprotein yang disintesis seperti umumnya protein. Enzim ini
berperan dalam mengkatalisis substrat yang akan digunakan sebagai prazat (prekursor)
pembentukan hormon glikoprotein. Aktivitas enzim ini sangat penting mengingat proses
deglikosilasi (pelepasan
karbohidrat) dari hormon glikoprotein menyebabkan penurunan
konsentrasi hormon (SWEDLOW et al., 1996). Semakin tinggi sekresi hormon FSH-LH tentunya akan
meningkatkan laju ovulasi dan memperbesar peluang kisaran jumlah anak yang akan dilahirkan oleh
seekor induk.
Prediksi terhadap tingkat prolifikasi rendah (D1), sedang (D2), dan tinggi (D3) berdasarkan
konsentrasi LDH (X) pada saat berahi masing-masing mempunyai proporsi kebenaran prediksi
70,00; 60,00; dan 70,00% dengan mengikuti persamaan fungsi diskriminan sebagai berikut: D1 = 56.403 + 1.151 LDH (X), D2 = -78.831 + 0.178 LDH (X), dan D3 = -90.675 + 0.191 LDH (X).
Ketiga fungsi diskriminan ini memberikan tingkat kesalahan prediksi terhadap tingkat
prolifikasi rendah, sedang, dan tinggi masing-masing sebesar 30,00, 40,00, dan 30,00%.
Berdasarkan fungsi diskriminan yang diperoleh ternyata batas garis antara daerah prediksi tingkat
prolifikasi rendah dan sedang mengikuti persamaan Y = 22.4281–2.7440 X, sedangkan batas garis
antara daerah prediksi tingkat prolifikasi sedang dan tinggi mengikuti persamaan Y = 34.2719–
4.0345 X (X adalah konsentrasi enzim laktat dehidrogenase saat berahi). Garis batas ini diperoleh
dengan menyamakan dua fungsi diskriminan, yaitu D1 = D2 dan D2 = D3. Artinya tingkat
prolifikasi induk domba yang tidak terprediksi secara benar akan masuk ke luar daerah batas garis
persamaan yang telah ditentukan tersebut. Kenyataan ini memberikan peluang adanya keterkaitan
antara aktivitas LDH dengan tingkat prolifikasi, sehingga perlu dikaji pola keragaman lokus isozim
laktat dehidrogenase berdasarkan analisis gel elektroforesis.
Hasil analisis keragaman isozim LDH yang diukur dari dua ekor sample domba untuk setiap
kelompok ditunjukan pada Gambar 1. Berdasarkan gambar tersebut menunjukkan bahwa ada
indikasi terjadinya keragaman jenis pola protein (bersifat multimerik) yang dapat dibedakan pada
domba prolifik. Namun perbedaan pola protein antar masing-masing domba prolifik secara spesifik
belum dapat diidentifikasi, karena jumlah sampel domba yang digunakan relatif sedikit.
62
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2001
Pr 1
Pr 2
Ps 1
Ps 2
Pt 1
Pt 2
Gambar 1. Mobilitas relatif protein LDH untuk tingkat prolifikasi rendah (Pr), prolifikasi sedang
(Ps), dan prolifikasi tinggi (Pt) dalam hasil gel elektroforesis
KESIMPULAN DAN SARAN
Konsentrasi enzim laktat dehidrogenase pada saat berahi untuk tingkat prolifikasi rendah,
sedang, dan tinggi masing-masing adalah 749,10; 885,60; dan 949,80 µg/ml. Prediksi terhadap
tingkat prolifikasi induk domba dilakukan dengan fungsi diskriminan berdasarkan keterangan
konsentrasi enzim laktat dehidrogenase pada saat berahi, ternyata memberikan tingkat kebenaran
prediksi sebesar 66,67%. Kenyataan ini memberikan petunjuk untuk diteliti lebih lanjut pola
keragaman lokus isozim laktat dehidrogenase berdasarkan analisis gel elektroforesis sebagai penciri
masing-masing tingkat prolifikasi domba dengan sample yang lebih banyak
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih disampaikan kepada QUE Project Sub Program Studi Produksi Ternak
Fakultas Peternakan UNSOED, atas penyediaan sumber dana (dengan kontrak perjanjian nomor:
096/J.23.SP QUE II/PS PT/VI/2000Tanggal 11 Juni 2000) serta kepada Sutarmo, Musalam, dan
Mahasiswa Tim Riset Grant atas bantuan dan pelaksanaan penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
BRADFORD, G.E. I. INOUNU, L.C. INIGUEZ, B. TIESNAMURTI and D.L. THOMAS, 1991. The Prolificacy Gene of
Javanese Sheep. Dalam: J.M. Elsen, L. Bodin and J. Thimonier (Ed). Major Gene for Reproduction in
Sheep. Proc. 2nd Int. Workshop, Toulouse, France, July 16-18, 1990. pp:67-74.
63
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2001
BRADFORD, G.E., J.F. QUIRKE, P. SITORUS, I. INOUNU, B. TIESNAMURTI, F.L. BELL, I.C. FLETCHER and D.T.
TORELL. 1986. reproductioin in Javanese Sheep: Evidence for Gene with Large Effect on Avulation Rate
and Litter Size./ J. Anim. Sci. 63: 418-431.
BRADFORD, G.E. 1985. Selection for Litter size. In Genetics of Reproduction in Sheep. R.B. Land and D.W.
Robinson Ed. Butterworth, London. Pp. 3-18.
DEUTCHER. M.P. 1990. Gude To Protein Purification. Methods In Enzymology. Academic Press INC. San
Diego, New York.
ELSEN, J.M., L. BODIN and J. THIMONIER. 1991. Major Gene for Reproduction in Sheep. INRA Paris.
PIPER, L.R. and B.M. BINDON. 1984. Ovulation rate as selection criterion for improving littersize in Merino
sheep. In Reproduction in sheep. D.R. Lindsay and D.T. Pearce Ed. Cambridge University Press,
Cambridge. Pp. 237-239.
SINGER, M. and P.BUG. 1991. Gene and Genoms. A Changigng Perspectip. University
California.
Science Books.
SOFRO, A.S. M. 1993. Keragaman Genetik. PAU-Bioteknologi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
SUMARYADI, M.Y, HARYATI dan W. MANALU. 2000. Efek Penyuntikan PMSG terhadap konsentrasi
progesteron kaitannya dengan Pertumbuhan Kelenjar Uterus Domba pada Fase Luteal Siklus Berahi.
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner, Puslibangnak Bogor pp. 111-115
SUMARYADI, M.Y. dan HARYATI. 2000. Pemanfaatan kelimpahan folikel dengan Teknik Ovulasi Ganda untuk
produksi embrio dan perbaikan kinerja reproduksi induk resipien. Laporan Penelitian QUE project
Program Studi Produksi Ternak, Fakultas Peternakan Unsoed Purwokerto.
SWEDLOW, J.R., R.L. MATTERI and H. PARKOFF. 1996. Deglycosylation of Gonadothropine with an
Endoglycosidase. Proc. Soc. Exp. Biol. And Med. 18: 432-437.
DISKUSI
Pertanyaan:
Apakah pengujian keragaman LDH dapat dilaksanakan pada domba yang masih anak/muda ? → untuk
mempersingkat seleksi.
Jawaban:
Penelitian ini output-nya bertujuan mempercepat seleksi secara dini sehingga bisa dilakukan pada anak yang
baru dilahirkan, dengan asumsi bahwa secara genetik pola protein spesifik LDH tidak akan berubah jika telah
ditemukan untuk setiap prolifikasi.
64